一次匝间保护动作分析

发电机匝间保护原理发电机是现代工业中应用广泛的一种电力设备，用于将机械能转化为电能。

然而，由于发电机运转时存在大量的机械和电磁现象，其内部构造也十分复杂，因此在运行过程中容易出现各种故障，其中匝间故障是比较常见的一种。

本文将从发电机匝间故障的原理、成因以及保护方式等方面进行介绍。

发电机匝间指的是电气绕组中的主绕组或励磁绕组中的一匝或多匝出现断路、短路和接触不良等故障。

由于匝间故障会引起电极短路，进而导致电机抖动、响声增大、温度升高，甚至是发生火灾等严重后果，因此必须及时采取有效的保护措施。

匝间故障成因多种多样，一般分为机械、电化学、热熔和外力四类。

机械原因包括导线断裂、绝缘层磨损等；电化学原因则包括电解产生的氢及氧等气体膨胀而导致的绕组断裂；热熔原因则是在过载或电流过大的情况下，由于绕组材料的热膨胀而导致的绝缘材料融化；外力原因包括机械暴力和异物的破坏等。

针对发电机匝间故障的保护方式有很多，其中较为常见的是温度保护和差动保护两种。

温度保护是一种在发电机电缆或绕组出现过热或过载时，根据温度传感器的信号及时停机保护的方法。

温度保护的原理是将测量得到的发电机电缆或绕组的温度与设定的保护值比较，当温度超过设定值时，自动切断主回路，保护发电机不受损坏。

差动保护是一种应用广泛的发电机保护方法，其原理是将发电机绕组分成两组，在发生故障时监测两组绕组中的电流是否一致。

当发电机的绕组出现匝间故障时，会导致其电流异常，此时差动保护会及时监测到，产生保护动作，自动切断主回路，进而保护发电机。

总之，发电机匝间故障不可避免。

针对匝间故障的保护方式有许多，但无论采用何种方式来保护发电机，都应确保其保护范围的准确性和可靠性，提高设备的可靠性和安全性。

关于发电机出口TV断线的探讨摘要：在电力系统中，电压互感器的重要作用就不言而喻了。

在原理上，电压互感器就是把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、测量、计量、仪表及自动装置使用。

作为发电机出口TV，担负着为发电机保护、励磁装置和同期装置提供电压信号，一但发生了TV断线，可能会造成保护误动及其他一些重要的自动装置不能可靠的工作。

本文结合现场实际遇到情况，简要探讨一下发电机TV断线现象、保护逻辑和典型的保护逻辑，以及针对防止TV断线采取的应对措施。

关键词：TV断线；保险熔断；二次电缆；航空插头；1 引起发电机TV断线的原因1）发电机TV一次保险熔断；2）发电机TV二次保险熔断；3）TV二次电缆绝缘破坏；4）TV二次电缆接线接触不良（包含TV航空插头接触不良等）。

2 故障现象在实际机组运行过程中，发电机TV的一、二次保险熔断不是什么新鲜事，某公司3号发电机1TV B相一次保险熔断，“发电机保护TA/TV断线”光字牌报警。

从设计上看发电机匝间保护、励磁调节器的I通道以及电度表屏的电压取自该TV，为防止发电机匝间保护误动作，分别退出了发变组保护A、D发电机匝间保护。

更换3号发电机1TV B相一次保险，报警消失，相继投入了发变组保护A、D柜的发电机匝间保护。

3 TV断线逻辑下面针对南瑞公司RCS-985系列的保护装置TV断线为例，详细说明TV断线的逻辑和闭锁一些保护的原理：3.1 TV断线判别发电机出口配置两组TV输入，任意一组TV断线，保护发出报警信号，并自动切换至正常TV，不需闭锁发电机与电压相关的保护，对于变压器、高厂变与电压有关的保护则由控制字“TV断线投退原则”选择，TV断线时是否闭锁相应的保护。

3.2 TV断线判别原理（1）各侧三相电压回路TV断线报警动作判据正序电压小于30V，且任一相电流大0.04In负序电压3U2大于 8V。

满足以上任一条件延时10S 发相应TV断线报警信号，异常消失，延时10s后信号自动返回。

变压器保护一直是电力系统继电保护中的重点，关系到整个系统的安全稳定。

据统计资料显示[1]，变压器匝间短路占电力系统中大型变压器故障的50 ％～60 ％。

匝间短路时的一个典型特点是：短路电流可达额定电流的数十倍，但三相线电流并未显著增大[2]。

由于外部短路电流等因数的影响，变压器三相不平衡电流较大，一般情况下，变压器差动保护的整定值都设定较高，不能灵敏反映匝间故障[3]，这个矛盾一直是匝间短路保护的一个难题。

为此，一些学者进行了大量研究，文献[4]中利用霍尔元件反应漏磁场变化，判定是否发生匝间短路，其主要思想如下：以高低压绕组等高变压器来分析，变压器没有发生匝间短路前其漏磁场如图磁力线分布均匀,在绕组中部P一P 截面的横向漏磁场分量为零;变压器发生匝间短路后其漏磁场如图3,由于短路匝出现较强漏磁场,从而使磁力线分布很不均匀,P-P 截面的横向漏磁场分量不为零,若利用霍尔元件安装在绕组中部P-P 截面处来测量漏磁场变化,就可简单地判定变压器是否发生了匝间短路。

利用霍尔元件测量变压器发生匝间短路时的漏磁场变化,可简单判定变压器是否发生匝间短路,但霍尔元件的可靠安装很复杂，实用较难。

文献[5]基于功率损耗突变，通过实时计算有功损耗和无功损耗的比值进行匝间短路判定。

当故障发生时，该比值可发生较大突变，从而可测到轻微匝间故障，但由于功率损耗与电压有关，该方法可能存在较大误差。

文献[6]利用短路阻抗的变化监测绕组状态从而识别变压器绕组故障。

实时采集模型变压器原、副边的电压、电流信号后，针对电压、电流传感器采集信号的特点，应用小波变换除去噪声，再利用基于离散傅里叶变换的高精度相位识别法，辨识各正弦量间的相位差，得到各负载情况下变压器绕组等效电路的短路阻抗。

变压器绕组未发生状态改变时，不同负载情况下短路阻抗的辨识差别不超过0.64%；若变压器绕组发生变形及匝间短路等故障，短路阻抗的变化量达到5.6%以上。

文献[7]提出了基于电流比变化量的匝间短路保护方法，在变压器带负载运行后，利用绕组电流以变压器两侧绕组电流比值的变化量是否超过整定值作为保护判据，保护算法简单，能够灵敏监测变压器匝间故障，本文主要介绍这种短路保护方法。

发电机出口电压互感器一次保险器熔断分析处理摘要：发电机出口电压互感器一次保险器熔断的问题在电力系统中普遍存在（包括开机并网时的熔断、发电机运行中的熔断、停机过程中的熔断等），会对测量、计量、保护等二次设备动作准确性产生直接影响。

故本文发电机出口YH一次保险熔断的原因、处理、防范措施进行深入分析，以便为电力生产提供一些有益的参考和借鉴。

关键词：发电机；电压互感器；保险器；熔断一、设备概况1、××××发电公司总装机容量120万千瓦，共安装四台三十万千瓦燃煤机组，机组采用单元布置，发变组采用3/2接线连接于330KV系统。

发电机为东方电机厂生产的QFSN—300—2—20型汽轮发电机，采用带同轴交流励磁机和永磁式副励磁机的静态励磁方式，即“三机”励磁方式。

每台发电机配有两套型号、参数、特性相同的微机型励磁调节器，即“双信道”方式，每套调节器均设有“电压调节”和“电流调节”两种调节模式。

此外，设有手动50HZ励磁调节系统以供两套调节器均故障时为发电机提供励磁。

1-4号发─变组保护为国电南京自动化股份有限公司生产的DGT801B数字式发电机变压器组保护装置两套（A、B柜）和DGT801E数字式发变组非电量保护装置（C柜）。

其中A、B柜保护设置完全相同，互为冗余。

2、发电机电压互感器设备规范型式: 单相、环氧树脂全绝缘变比: (20/√3 )/(0.1/√3 )/(0.1/ √3 ) (二组)(20/ √3)/(0.1/√3 )/(0.1/√3 ) (一组)额定容量 0.2级 30VA0.5级 100VA1级 200VA短时工频耐压（kv）70雷电冲击电压（kv）145局部放电:1.1U1M/ 电压作用下，≤50PC1.1U1M电压作用下，≤250PC3、发电机电压互感器用一次熔断器规范生产厂家：上海电磁厂额定电压(kV)20断流容量(MVA)5500额定电流(A)0.54、发电机出口电压互感器负荷：发电机出口1YH:测量和表计，以及发电机A套励磁调节器。

发电机保护动作分析及处理摘要：大容量机组在多个行业发展阶段有广泛应用，发电机事故类型多样，且有不可预知性、随机性特征，其保护配置情况均和机组及电网运作安全性密切相关。

通过相关实践研究表明，在发电机运行过程中由于存在二次回路不良、整定值不合理以及调试不当等现象，容易导致发电机变压器出现保护动作不正确等相关事件。

对此，需要针对相关变压器保护动作不正确案例进行分析，采取有效对策，从而进一步提升发电机变压器保护动作的准确性和可靠性。

本文针对如何提高发电机变压器保护动作的可靠性进行分析，探讨变压器纵差保护和发电机逆功率保护不正确原因，并提出具体的改进对策，希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。

关键词：发电机；变压器；保护动作；技术措施1、变压器纵差保护分析近些年来，由于相关的二次回路缺陷问题，进而导致发电机变压器的纵差保护出现相关动作不正确事件。

而由于差动电流互感器二次回路中出现相间短路现象，所引起的差动保护误动案例相对较少。

最近一段时间以来，由于二次相间短路导致变压器出现纵差保护误动的相关事件共包括两起。

以下针对由于两相短路所引起的变压器纵差保护误动案例进行分析，具体如下。

1.1案例概况和故障原因在我国某发电厂的一台发电机组，其配置了一套微机型发电机变压器组保护装置，而主变压器的接线组别和纵差保护两侧插动的接线均已明确。

当机组在正常运行状态时，主变压器纵差保护动作可以对发电机进行切除。

而在进行保护动作时，系统不会产生冲击，运行人员没有进行操作，而且天气状况良好。

对保护装置的记录进行调查后，发现主变压器A相插动原件出现动作。

根据保护装置的故障录波可以发现发生保护动作时，主变低压侧插动的二次三相电流波形为正常状态，但高压侧插动二次三相电流波形出现异常情况。

依据相关录波可以发现，在差动保护动作开始前的20秒内，输入插动元件的三相电流出现了相应的变化，从三相对称电流转变成三相不对称电流。

1.2分析对电流波形根据保护装置中三相电流通道的电流波形可以看出，在二次回路处于正常状态时，该电流波形和二次三相电流波形保持相同。